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第1章 基本概念 1

1.1 概论 1

1.2 无线通信简史 1

1.2.1 发端 2

1.2.2 战后的快速发展 2

1.2.3 蜂窝电话的革命 3

1.3 无线通信系统原理 3

1.3.1 单工与双工通信 4

1.3.2 无线网络 5

1.4 信号与噪声 6

1.4.1 调制信号 6

1.4.2 噪声 6

1.4.3 信噪比 7

1.4.4 噪声指数和噪声温度 8

1.5 频率域 9

1.5.1 傅立叶集 10

1.5.2 信号的滤波效果 16

1.5.3 频域中的噪声 16

1.6 无线频率谱 17

1.6.1 带宽要求 19

1.6.2 频率再利用 20

1.7 “融合”与无线通信 20

习题 24

第2章 模拟调制方案 26

2.1 概论 26

2.2 幅值调制 26

2.2.1 时域分析 28

2.2.2 调制指数 29

2.2.3 过调制 31

2.2.4 多个调制频率时的调制指数 32

2.2.5 调制指数的测量 32

2.2.6 频域分析 33

2.2.7 带宽 35

2.2.8 功率关系 36

2.2.9 在频域中测量调制指数 38

2.3 抑制载波AM系统 39

2.4 频率调制和相位调制 41

2.4.1 频率调制 41

2.4.2 角调制频谱 42

2.4.3 贝塞尔函数 43

2.3.4 带宽 48

2.4.5 卡森法则 50

2.4.6 窄带FM与宽带FM 50

2.4.7 FM与噪声 51

2.4.8 阈值效应和捕获效应 53

2.4.9 预加重和去加重 54

习题 58

第3章 数字通信 62

3.1 概论 62

3.2 采样 63

3.2.1 采样率 63

3.2.2 自然和平顶采样 66

3.2.3 模拟脉冲调制 67

3.3 脉码调制 68

3.3.1 量化和量化噪声 68

3.3.2 比特率 69

3.3.3 压缩扩展 69

3.3.4 编码与解码 70

3.3.5 差分PCM 73

3.4 增量调制 73

3.5 数据压缩 75

3.5.1 有损和无损压缩 75

3.5.2 语音编码器 76

习题 79

第4章 数字调制 81

4.1 概论 81

4.2 频移键控(FSK) 85

4.3 相移键控(PSK) 89

4.4 正交调幅(QAM) 89

4.5 多路复用与多址 90

4.5.1 频分复用与多址 90

4.5.2 时分复用与多址 90

4.5.3 电话技术中的时分复用 91

4.5.4 时分多址 91

4.6 扩频系统 91

4.6.1 跳频系统 93

4.6.2 直序系统 94

4.6.3 扩频信号的接收 95

4.6.4 码分多址(CDMA) 96

习题 100

第5章 电话技术基础 102

5.1 概论 102

5.2 网络拓扑 103

5.3 本地环路及其信号 105

5.4 数字电话技术 108

5.4.1 时分多路技术 109

5.4.2 数字信号分级系统 110

5.5 电话网络信令 111

5.6 数字本地环路 113

5.6.1 综合业务数字网(ISDN) 113

5.6.2 非对称数字用户电话线(ADSL) 114

习题 118

第6章 传输线路与波导管 120

6.1 概论 120

6.2 电磁波 120

6.3 波沿传输线路的传播 122

6.3.1 传输线路的电路模型 124

6.3.2 特性阻抗 124

6.3.3 传播速度和速度因子 127

6.3.4 波沿传输线路的传播 127

6.4 反射与驻波 129

6.4.1 线路阻抗的变化 134

6.4.2 短路和开路线路的特性 134

6.5 传输线路损耗 136

6.6 波导管 137

6.6.1 模和截止频率 138

6.6.2 群速度与相速度 140

6.6.3 波导管的阻抗 143

6.6.4 耦合功率进出波导管 144

6.6.5 波导管元件 146

6.6.6 弯管与T型管 146

6.6.7 谐振腔 148

6.6.8 波导衰减器与负载 148

6.6.9 循环器与绝缘器 149

习题 154

第7章 无线电传播 156

7.1 概论 156

7.2 自由空间传播 157

7.2.1 接收天线增益和有效面积 160

7.2.2 路径损耗 161

7.3 地面传播 164

7.3.1 视距传播 164

7.3.2 多径传播 165

7.3.3 移动环境 166

7.3.4 中继器与蜂窝系统 169

7.3.5 移动系统中的衰落控制 174

7.4 卫星传播 175

习题 179

第8章 天线 181

8.1 概论 181

8.2 简单天线 182

8.3 天线特性 184

8.3.1 辐射图 184

8.3.2 增益和方向性 186

8.3.3 波束宽度 188

8.3.4 前后向增益比 188

8.3.5 主波瓣与副波瓣 189

8.3.6 有效全向辐射功率(EIRP)与有效辐射功率(ERP) 189

8.3.7 阻抗 190

8.3.8 极化 191

8.4 其他简易天线类型 191

8.4.1 折叠偶极天线 191

8.4.2 单极天线 192

8.4.3 八分之五波长天线 195

8.4.4 盘锥天线 196

8.4.5 螺旋天线 197

8.4.6 隙缝天线 198

8.4.7 喇叭形天线 198

8.4.8 片状(patch)天线 200

8.5 天线阵列 201

8.5.1 相控阵 202

8.5.2 无源阵列 207

8.6 反射器 209

8.6.1 平面反射器和角反射器 209

8.6.2 抛物面反射器 210

8.7 蜂窝天线和PCS天线 213

8.7.1 小区站点天线 213

8.7.2 移动天线和便携式天线 218

习题 221

第9章 发射机与接收机电路 224

9.1 概论 224

9.2 发射器 224

9.2.1 基本拓扑结构 225

9.2.2 频率合成器 226

9.2.3 载波振荡器 227

9.2.4 模拟调制 228

9.2.5 幅值调制 228

9.2.6 数字调制 230

9.2.7 混频 233

9.2.8 功率放大 234

9.2.9 发射器的指标要求 237

9.3 接收机 240

9.3.1 基本的超外差式接收机 240

9.3.2 前端 241

9.3.3 混频器和本机振荡器 241

9.3.4 IF放大器 243

9.3.5 解调 244

9.3.6 接收机指标 247

9.4 收发机 252

9.4.1 半双工收发机 252

9.4.2 移动和便携式电话 253

习题 256

第10章 蜂窝无线电系统 259

10.1 概论 259

10.2 历史回顾 259

10.2.1 CB无线电系统 259

10.2.2 无绳电话 261

10.2.3 改进型移动电话业务(IMTS) 263

10.3 高级移动电话系统(AMPS)介绍 264

10.3.1 蜂窝载波与频率 265

10.3.2 信道分配 266

10.3.3 频率再用 266

10.4 AMPS控制系统 267

10.4.1 移动台与基站的标识 268

10.4.2 电话开机 269

10.4.3 发起呼叫 269

10.4.4 接收呼叫 270

10.4.5 越区切换 270

10.5 安全与保密 270

10.6 蜂窝电话标准及工作原理 271

10.6.1 发射机功率与频率 272

10.6.2 发射机调制 272

10.6.3 车载移动天线和便携式天线 273

10.7 小区站设备 274

10.7.1 话务量与小区分裂 276

10.7.2 微小区、皮小区与中继器 278

10.8 利用蜂窝电话进行传真和数据通信 280

10.8.1 蜂窝调制解调器 281

10.8.2 蜂窝数字分组数据(CDPD) 282

10.9 数字蜂窝系统 283

10.9.1 数字蜂窝无线电系统的优点 283

10.9.2 AMPS到TDMA的转换 284

10.9.3 TDMA语音信道 284

10.9.4 TDMA控制信道 286

10.9.5 数字蜂窝无线电系统的保密与安全 287

10.9.6 双模式系统和双模式电话 287

10.9.7 利用数字蜂窝系统进行数据通信 288

习题 292

第11章 个人通信系统 295

11.1 概论 295

11.2 蜂窝系统与PCS系统的区别 296

11.2.1 频率范围 296

11.2.2 更小的小区规模 297

11.2.3 全数字系统 297

11.2.4 额外特征 298

11.2.5 覆盖范围 298

11.2.6 资费结构 298

11.3 IS-136(TDMA)PCS 298

11.4 GSM 300

11.4.1 GSM的RF信道和时隙 301

11.4.2 语音传输 302

11.4.3 GSM中的频率跳变 303

11.4.4 用户ID模块 303

11.4.5 GSM的保密性和安全性 303

11.5 IS-95 CDMA PCS 304

11.5.1 CDMA的频率使用 304

11.5.2 CDMA的信道 305

11.5.3 正向信道 305

11.5.4 反向信道 307

11.5.5 语音编码 309

11.5.6 移动台功率控制 310

11.5.7 耙式(RAKE)接收机和软越区切换 310

11.5.8 CDMA的安全性 311

11.6 几种调制方案的比较 311

11.7 PCS系统数据通信 312

11.7.1 TDMA数据通信 313

11.7.2 GSM数据通信 314

11.7.3 CDMA数据通信 314

11.7.4 无线Web浏览 314

11.8 测试蜂窝系统和PCS系统 315

习题 320

第12章 星基无线系统 322

12.1 概论 322

12.2 卫星轨道 322

12.2.1 轨道的计算 323

12.2.2 地球静止轨道 324

12.2.3 椭圆轨道 325

12.3 卫星用于通信 326

12.3.1 利用地球静止轨道卫星 326

12.3.2 地球静止卫星的波束和覆盖区域 327

12.3.3 使用低轨和中轨地球卫星 327

12.4 卫星与转发器 329

12.5 信号与噪声计算 330

12.5.1 噪声温度 330

12.5.2 信噪比 332

12.5.3 G/T 333

12.5.4 使用G/T计算载波噪声比 334

12.6 使用地球静止卫星的系统 335

12.6.1 Inmarsat(国际海事卫星) 335

12.6.2 MSAT(移动通信卫星) 336

12.6.3 地球静止卫星系统的比较 337

12.7 使用低轨(LEO)卫星的系统 338

12.7.1 Iridium(铱星系统) 338

12.7.2 Globalstar(全球星系统) 339

12.7.3 Teledesic 339

12.7.4 “小LEO”系统 340

12.8 使用中轨(MEO)卫星的系统 341

12.8.1 Ellipso 341

12.8.2 ICO 342

习题 345

第13章 寻呼系统与无线数据网 347

13.1 概论 347

13.2 寻呼与消息系统 347

13.2.1 单向寻呼系统 348

13.2.2 双向寻呼系统 351

13.2.3 语音寻呼 352

13.3 无线局域网 352

13.3.1 LAN的拓扑结构 352

13.3.2 以太网桥 357

13.3.3 无线LAN 357

13.3.4 无线电LAN 357

13.3.5 IEEE 802.11 358

13.3.6 蓝牙 361

13.3.7 无线网桥 363

13.3.8 红外连接 363

13.3.9 无线调制解调器 365

13.4 无线分组数据业务 366

13.4.1 Mobitex 367

13.4.2 ARDIS 367

习题 370

第14章 无线通信的未来 371

14.1 概论 371

14.2 无线本地环路 371

14.3 第三代PCS 374

14.3.1 3G的要求 374

14.3.2 IMT2000标准 375

14.3.3 宽带CDMA系统 376

14.3.4 宽带TDMA 377

14.4 住宅微波通信系统 378

14.4.1 MMDS 378

14.4.2 LMDS 379

14.5 融合性 380

14.6 多样性 381

14.7 安全和美学上的考虑 382

14.7.1 安全考虑 382

14.7.2 美学考虑 384

14.8 几点大胆的预言 385

习题 387

附录 阻抗匹配 389

奇数序号习题答案 403

词汇表 413